外源油菜素内酯与不同水分处理对水稻生长生理、产量及氮素利用的影响

于2022年以‘徐稻3号’为材料,设置生育期正常灌溉(土壤水势为0 kPa)、中度水分胁迫(土壤水势为-30 kPa)两种水分处理及4种不同浓度(0、0.1、1.0、5.0μmol·L^(-1))油菜素内酯(BR)喷施处理,研究不同水分处理以及油菜素内酯耦合对根系生长、根系氮代谢酶活性、地上部生长以及氮素利用的影响。结果表明:与生育期正常灌溉相比,中度水分胁迫显著降低了水稻总根长、根表面积、根体积、根系活跃吸收面积、总吸收面积、地上部干质量、株高、分蘖数及净光合速率,降幅分别为21.8%、20.6%、12.9%、13.9%、13.4%、26.3%、13.8%、17.7%与13.1%;显著增加了抽穗期根平均直径、根系活力及根冠比,平均增幅分别为8.0%、28.6%与26.6%。随着外源油菜素内酯浓度的增加,水稻总根长、根表面积、根平均直径、根体积、根系活跃吸收面积、根系总吸收面积、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性、地上部干质量、株高、分蘖数、净光合速率及叶绿素含量均呈先升高后降低的趋势,在0.1μmol·L^(-1)浓度(B1)处理下达到最大值。主要生育时期水稻总根长、根表面积、根体积、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、谷氨酰胺合成酶活性、地上部干质量、株高、分蘖数、净光合速率、叶绿素含量与产量及氮肥农学利用率均呈显著或极显著正相关关系。综上,生育期正常灌溉配合喷施0.1μmol·L^(-1)油菜素内酯(BR)有利于水稻产量的提高,为本研究条件下最佳的水分与油菜素内酯耦合运筹模式。

油菜素内酯对干旱胁迫下羊草渗透调节及抗氧化酶的影响研究

受全球气候变化影响,我国牧区干旱现象日益严重,极大限制了草原生产力的提高。本文采用盆栽人工控水的方法,研究不同浓度油菜素内酯(BR)处理对羊草生长和抗旱特性的影响。结果表明干旱显著抑制植株的生长,而BR能有效减缓干旱胁迫对羊草造成的伤害。经过不同浓度的BR处理后,与干旱胁迫相比,株高、叶面积、干重、含水量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、根系活力、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖和5种抗氧化酶活性均随浓度增加而升高,但高浓度下又有降低的趋势,而丙二醛(MDA)和叶片电导率则相反,其中以BR浓度为0.1mg/L时的抗旱效果最好。研究发现适当浓度的BR提高羊草株高、叶面积和光合色素含量,促进干物质积累和根系活力,与其降低膜脂过氧化产物MDA与质膜透性,提高脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等渗透调节物质含量,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性密切相关。

油菜素内酯提高香蕉幼苗抗冷性的效应

冷胁迫条件下的香蕉幼苗分别经不同浓度的BR处理后,相对于对照来说,在一定的处理浓度范围内,可以明显的降低电解质外渗率,提高低温胁迫下香蕉幼苗叶片中SOD的活性,一定程度上提高了低温胁迫下香蕉幼苗叶片中可溶性蛋白的含量,减缓叶片中MDA的含量变化,可溶性糖含量明显的提高,减少叶片萎蔫面积和死亡率,同时,明显的减缓了叶片中叶绿素降解的速度。这些代谢产物的变化,对提高香蕉幼苗冷胁迫期间的抵抗能力起着非常关键和重要的作用。保护效果最好的浓度是:0.9mg·L^(-1)。

油菜素内酯在作物上的应用及生理效应与评价

本文综合介绍作者等多年来就BR在作物上的应用及生理效应方面的工作:BR在禾谷类作物上的应用具6—9%的增产效果,在棉花、柑桔、油菜等作物的组织培养中具良好或独特的效应;用BR处理可促进许多作物幼苗的生长、增强耐冷性、提高叶片光合速率、调节光合产物运转分配及果实中内源激素的平衡关系;BR可促进花粉萌发、花粉管伸长、提高杂交授粉的亲和性,促进弱势颖花的结实与灌浆。

油菜素内酯对盐胁迫下番茄幼苗生理指标的影响

以番茄品种"合作908"和"奇达利"为试验材料,研究了不同浓度的油菜素内酯(0.05、0.1、0.2、0.4、0.8mg/L)对盐胁迫下番茄幼苗形态及生理生化特性的影响。结果表明:"合作908"的油菜素内酯的最佳诱导浓度为0.1mg/L,"奇达利"的最佳诱导浓度为0.2mg/L;油菜素内酯有效抑制了叶绿素含量的减少;增强了叶片过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性;降低了膜脂过氧化产物丙二醛含量和质膜透性,缓解了盐胁迫对幼苗生长的抑制。

油菜素内酯的生理效应及发展前景

油菜素内酯是一种新型的、生理活性强的植物激素,对植物生长发育有着多方面的重要影响,其主要的生理效应是促进细胞伸长和分裂、促进植物光合作用、提高植物的抗逆性,同时可促进农药在植物体内的降解和代谢,为消除农产品中农药残留的问题提出了新思路。现对油菜素内酯的发展、生理效应以及国内外此方面的研究进行综述及简要的分析总结;同时对油菜素内酯未来的发展前景进行了展望。

油菜素内酯对霍山石斛抗冷性能的调控效应

以2年生霍山石斛(Dendrobium huoshanense)的当年生茎叶为试验材料,在叶面喷施0、0.01、0.05、0.10和0.50mg·L-1油菜素内酯(BR)后,进行48h昼/夜温度为(4±1)℃/(2±1)℃的低温胁迫处理,测定其幼苗叶片叶绿素含量、抗氧化酶活性、丙二醛含量和电导率及脯氨酸含量和可溶性糖含量的变化,研究BR对霍山石斛抗冷性的影响。结果显示:(1)低温胁迫条件下,霍山石斛叶片叶绿素含量随胁迫时间推移而不断降低;SOD、POD与CAT活性变化趋势均呈单峰曲线,峰值出现在低温胁迫后10d;MDA含量和电导率均持续提高。(2)叶面喷施BR预处理显著缓解了低温胁迫对霍山石斛的伤害,显著提高其叶片叶绿素含量,显著增强了SOD、POD与CAT的活性,显著降低其MDA含量和电导率;并显著提高了叶片中脯氨酸含量与茎中可溶性糖含量。(3)BR浓度为0.10mg·L-1的处理效果显著优于其它浓度处理。研究表明,在低温胁迫条件下,油菜素内酯能够通过增强霍山石斛叶片内抗氧化酶活性,提高其渗透调节能力,有效减轻低温造成的过氧化伤害,提高叶片叶绿素含量,增强其植株的抗冷性,并以0.10mg·L-1油菜素内酯效果最佳。

油菜素内酯的生理效应及其在果树上的应用

油菜素内酯是一种新型的植物激素,生理活性强,对植物生长发育有着多方面的重要影响,其主要的生理效应是促进细胞伸长和分裂,促进植物光合作用、抑制蒸腾作用,提高植物的抗逆性能。近年来,油菜素内酯在果树生产上的应用研究已取得了一定的成果,目前果树上的应用主要集中于提高座果率、改善品质、调控营养生长及提高抗逆性等方面。

油菜素内酯研究进展

在介绍油菜素内酯来源的基础上,阐述了油菜素内酯的生理作用,包括促进植物细胞伸长与分裂、提高作物抗逆性及提高果蔬产质量等方面,并从降解果蔬的农药残留、农药污染的生物修复及提高果蔬品质方面提出了油菜素内酯利用研究方向。

LAZY1通过油菜素内酯途径调控水稻叶夹角的发育

叶夹角的大小直接影响水稻叶面积指数,进而调控群体光合作用,是水稻株型育种中重要的指标,研究其发育机制对水稻株型育种具有重要的意义。利用EMS诱变籼型水稻保持系西大1B,获得一个植株散生且叶夹角变大的突变体s524。田间种植条件下,苗期s524的叶夹角极显著大于野生型;分蘖期s524的分蘖角极显著增大,株型松散;成熟期s524整个植株呈匍匐状生长。而野生型株型在整个生育期均保持相对紧凑,叶夹角较小。石蜡切片分析显示,s524叶夹角增大是由叶枕近轴面细胞变大造成的。s524的主要农艺性状与野生型相比无明显变化。遗传分析表明该性状受1对隐性核基因控制,利用SSR标记进行基因定位,最终将S524定位在第11染色体标记RM4746和RM26742之间324 kb的物理范围内,包含散生基因LAZY1。测序结果显示s524突变体在LAZY1第3外显子上发生了一个T到C的碱基替换,导致第143位氨基酸由野生型的缬氨酸突变为丙氨酸,表明s524是一个新的LAZY1等位突变体。s524对外源油菜素内酯(BR)的敏感性降低,BR信号传导途径关键基因BU1在s524中的表达上调了近10倍,早期研究表明BU1基因的过表达可导致叶夹角变大。推测LAZY1/S524可能通过BR信号传导途径调控水稻叶夹角的发育。

油菜素内酯预处理对低温胁迫下华山松幼苗生理特性的影响

为揭示外源油菜素内酯(BR)对低温胁迫下华山松幼苗的抗寒机理,以华山松幼苗为材料,研究在低温(4℃)胁迫下,不同浓度:0mg/L(CK)、0.01mg/L(G1)、0.05mg/L(G2)、0.25mg/L(G3)、1.25mg/L(G4)的BR预处理对华山松幼苗生理特性的影响。结果表明:不同浓度的BR均可提高低温胁迫下华山松幼苗叶片的含水量和光合色素含量,提高抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,降低丙二醛含量,且0.25mg/L的BR处理效果最佳。研究表明,外源BR能有效地缓解低温胁迫对华山松幼苗的影响,降低活性氧对其幼苗的伤害,减轻膜脂过氧化程度,提高华山松幼苗的抗寒能力。

干旱胁迫下棉花幼苗转录因子BES1/BZR1对外源油菜素内酯的响应表达特征

植物激素油菜素内酯(Brassinosteroid,BR)具有提高植物抗旱性的作用,该研究探讨干旱胁迫下外源喷施BR对棉花干旱胁迫响应基因表达的影响。采用PCR方法从棉花‘新陆早17号’幼苗克隆获得1个干旱胁迫响应转录因子基因,命名为GhBES1/BZR1(GenBank登录号KP272000)。序列分析表明GhBES1/BZR1基因开放阅读框为960bp,编码319个氨基酸,理论分子量为34.3kD,理论等电点为8.95。保守结构域分析显示,该基因编码的蛋白具有一个DUF822保守结构域。利用2.5%PEG-6000对棉花‘新陆早17号’幼苗进行干旱胁迫处理24h,再分别喷施水、BR和Z(BR抑制剂),qRT-PCR分析结果表明,PEG-6000干旱胁迫下用BR处理3h后,GhBES1/BZR1基因表达量明显提高,当BR处理6和12h时,GhBES1/BZR1基因的表达量较3h时明显下降。研究认为,在干旱胁迫下对棉花喷洒BR,GhBES1/BZR1基因能够快速表达以响应干旱胁迫,外源喷施BR有助于提高棉花的抗旱能力。

油菜素内酯对低温弱光胁迫下西瓜幼苗耐冷性的影响

以‘辽引一号’西瓜品种为试材,于三叶一心期用0(CK)、0.01、0.05、0.10、0.50、1.00mg/L的油菜素内酯(BR)喷雾处理,在温度(10±1)℃,光照100μmol.m-2.s-1条件下胁迫,分析西瓜幼苗耐冷性的生理生化特性变化,以期筛选出提高西瓜幼苗耐冷性的最佳BR浓度。结果表明:通过油菜素内酯(BR)处理,可以显著降低西瓜幼苗冷害指数,提高SOD、POD和CAT活性,降低丙二醛、超氧阴离子自由基含量,其中0.10mg/L的BR喷施效果最佳。

油菜素内酯提高玉米幼苗抗病性与Ca2＋分布的关系

为明确油菜素内酯(Brassinosteroid,BR)对Ca2+信使系统的影响及提高玉米抗病性的关系,为阐明BR提高玉米抗病性的机理提供理论依据。以玉米品种浚单20为材料,研究了BR处理后对玉米幼苗细胞中Ca2+分布的影响和玉米叶片对层出镰孢菌的抗性的变化情况。结果发现:BR处理后感病的叶鞘数目减少,病斑面积减小,细胞壁中Ca2+分布明显减少,细胞间隙中Ca2+分布明显增加,使得受侵染的部位比健康组织有更强的抗软化能力,抑制真菌的进一步侵染。

油菜素内酯调控蛋白OsCHRLK在水稻抗真菌过程中的功能

为探明油菜素内酯(BR)提高水稻(Oryza sativa)抗真菌的分子机制,采用双向电泳和质谱技术鉴定受BR调控的蛋白质,结果表明:OsCHRLK(Chitinase-Related Receptor-Like Kinase)受BR上调;通过RT-PCR技术对水稻叶片中编码几丁质酶(Chitinase)基因CHA1的表达量进行分析,发现CHA1受BR的上调;对BR处理后水稻叶片细胞间隙液中几丁质酶的活性分析表明,几丁质酶的活性也明显受BR上调;过表达OsCHRLK的转基因拟南芥表现为抗灰葡萄孢的能力增强,说明OsCHRLK在BR提高水稻抗性方面起正调控作用。以上结果表明BR可激活几丁质酶信号系统,加速对真菌细胞壁的降解,减少病菌对植物的伤害。

油菜素内酯在农业上的应用成效

介绍了新型植物生长调节剂油菜素内酯的生产及应用现状和应用效果,并指出要加强对油菜素内酯使用方法和作用机理的研究。

干旱胁迫下BR与N、P、K配合对羊草生长及抗旱性的影响

受气候变化如干旱胁迫作为危害羊草主要的环境因子之一,对其生产力的提高产生了严重的影响。通过盆栽人工控水法,研究在正常(土壤相对含水量为80%)和干旱(土壤相对含水量为50%)条件下油菜素内酯(BR)与氮、磷、钾(N、P、K)配合处理对羊草幼苗生长及其抗旱性的影响。结果表明:适当浓度的BR可以减轻干旱胁迫对植株的伤害,而BR与N、P、K配合(1%尿素+1%磷酸二氢钾+0.10mg·L-1 BR)则可进一步促进植株生长和营养物质的积累,提高羊草的抗旱性,效果更好。这种效应与其调控植株生长,提升渗透调节能力,降低膜脂的过氧化作用,增强抗氧化酶活性等生理特性密切相关。配合处理下羊草的株高、鲜重、干重和根系活力比干旱对照(CK2)分别增加28.96%、62.46%、45.21%和19.08%,N、P、K含量分别增加20.74%、236.84%和42.31%,营养代谢相关酶硝酸还原酶(NR)、酸性磷酸酶(ACP)和苹果酸脱氢酶(MD)活性发生改变,脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖分别增加57.20%、22.82%和5.94%,而丙二醛和叶片电导率分别降低37.42%和55.79%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)分别增加158.40%、38.15%、32.97%、30.00%和28.74%。

SA、ABA、BR诱导植物抗高温可能机理的研究

SA、ABA、BR 3种植物激素在抗热性方面已经取得了很大的研究进展。本文主要从这3种外源生长调节剂引起的一系列生理现象上来概述其诱导植物抗高温的机理。

CRISPR/Cas9技术敲除水稻BR降解相关基因的研究

油菜素内酯(BR)是一种常见的植物类激素,在植物的生长发育过程中起重要的调控作用,对水稻株型改良和抗逆性有重要作用。研究首先构建了水稻4个BR降解相关基因的CRISPR/Cas9载体;然后利用农杆菌介导法,将构建好的4个BR降解相关基因的CRISPR/Cas9载体分别转化水稻中花11的愈伤组织,用50 mg/L的潮霉素作为筛选标记,共获得395株转基因植株。其中,有270株属于野生型,61株属于杂合子类型,64株属于突变类型;64株突变体中有39株是杂合突变体,25株是纯合突变体,纯合突变的概率为6.25%。4个基因均获得了突变材料,但不同基因的突变效率不同,其中转LW26的植株突变率高达41%。

海参营养素对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

采用实验室培养皿纸上发芽法,以生物源植物生长调节剂油菜素内酯(BR)为比对,清水为对照,探讨海参营养素对小麦种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,不同浓度的海参营养素(50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200mg/L),对小麦种子处理和培养,其对小麦种子的发芽率,发芽势,发芽指数,活力指数,小麦幼苗的苗高、根长、鲜重、根冠比、干重等指标有不同程度的影响,其中以150mg/L的海参营养素制剂对小麦种子萌发及幼苗生长作用效果最佳,与适宜浓度的油菜素内酯(BR)相近或超于其效果。